动边界

摘要： 利用计算流体力学(CFD)软件,基于大涡模拟(LES)模型,对球阀及阀座处的空化效应进行了动边界条件下的数值计算,并分析了不同轨压和不同工作脉宽对空化效应的影响.结果表明:球阀开启时刻,空化初生于球阀与阀座密封环面附近,随后空化迅速增强;球阀开启期间,球阀腔内的空化状态分为剧烈和相对平稳的两个阶段;在轨压为70、115和160 MPa的工况下,第一阶段的持续时间逐渐增长,分别为0.72、1.16和1.42 ms,且腔内整体空化的区域和强度均有所增强;在不同轨压下,阀座面上密封环面及稍下游位置是空化最严重的区域,随轨压的升高该位置的平均蒸气体积分数分别为0.643、0.757和0.777;工作脉宽越短,平均空化程度越高.

摘要： 近年来,水系综合整治类项目逐渐成为行业热点,其治理手段因所在流域的经济、社会、环境本地特征差异而不同,河道综合整治项目在探索中不断前行,也应在实践中不断总结,高密度建成区的感潮内河为水环境综合整治的典型案例,其设计即体现了典型河道治理手段的特殊性,又体现了水环境综合类项目对设计行业一般要求.本文总结了综合类项目设计面临的挑战及对策,为我国水环境综合整治实践提供参考.

摘要： 基于开源程序OpenFOAM,采用动边界法进行造波,通过求解N-S方程建立二维粘性数值波浪水槽。针对二次反射波,采用频域滤波器方法进行吸收,综合考虑理论传递函数及实际造波需要,确定了目标水深下合适的滤波器参数。通过固定位置输出动边界开发了主动吸收式造波边界,以造波板上理论波面和实测波面为输入信号,根据差分方程得到造波板位移,控制边界运动吸收二次反射波。对比分析不同周期下规则波和不规则波的造波质量,证明了频域滤波器法主动吸收的正确性和可靠性,为此方法在实际物理模型实验中应用提供了理论依据。

摘要： 为了丰富动边界螺旋流理论,采用理论分析与模型试验相结合的研究方法,对不同导叶高度的旋流器在运动时产生的螺旋流水力特性进行了研究.研究结果表明,测试断面的压强与旋流器上的导叶高度呈正相关,旋流器对后断面水流特性的影响要大于前断面;测试断面下游水流的轴向速度随旋流器上导叶高度的增加而呈现先增大后减小的趋势,径向流速随旋流器上导叶高度的增加而逐渐减小,而周向流速随旋流器上导叶高度的增加呈现先减小后增大的趋势;旋流器上导叶的存在使得管壁附近的轴向流速变大,近壁区的径向流速为负而管道中心的径向流速为正.当旋流器上的导叶高度为15 mm时,测试断面水流的轴向流速最大,周向流速和径向流速变化均最小且其流速分布都较均匀,因此得出导叶高度为15 mm的旋流器的水力性能最优.

摘要： 探究城市内涝灾害数值预报对城市的防洪减灾及灾害评估具有重要意义。基于三角形非结构网格,采用Godunov型有限体积法建立了一个高精度的二维浅水水动力数值模型。该模型使用Roe格式计算界面通量,可以较好地捕捉洪水的动边界运动,模型将静水压力项放入源项中,减少了由于地形底坡项带来的数值解伪震荡。该模型对动边界以及负水深处理技术进行了改进,能够有效提高模型模拟的精确度和静水和谐性。在应用3个算例对模型进行率定的基础上,将模型应用于浑河、太子河之间浑太胡同区域的地表洪水演进的模拟中。结果表明:浑太胡同内洪水演进的水深、流场变化均较为合理,组合溃堤各水深淹没面积均为最大,模拟结果很好地验证了城市区域雨洪的流动演变过程,证明该模型可以用于复杂地形的城市由降水形成的暴雨积水及地表洪水演进模拟过程,模型可快速为城市防汛减灾提供积水情况及涝情信息。

摘要： 由于黄河口来水来沙量大 、变化频繁,黄河河口呈现形态多样和多变的特征.采用数值模拟再现这些特征可以揭示河口地貌形成机理和演化过程.采用计算模拟方法对黄河口动力地貌特征演变过程进行了数值模拟,再现了黄河口的2种地貌形态(双槽单浅滩型和单槽双浅滩型).模拟采用水深平均水平二维水动力模型 、泥沙输运模型以及与地形演变方程相结合的耦合模型.对耦合模型的求解采用了能够捕捉间断解的高精度的WENO差分格式.对黄河口地形演变过程纵向剖面 、横向剖面和平面形态的计算结果与实际测量结果进行了比较,讨论了黄河来水来沙 、潮流幅值变化对不同地貌形态之间相互转化的影响,并考虑了河口两岸淤长(动边界)对地形计算结果的影响.计算结果表明,可以实现对黄河口地貌演变的模拟预报,且模拟演变趋势与实际观测趋势大致一致,为今后模拟黄河口地貌特征的演变提供计算模型和算例参考.

摘要： 组合浸入边界和格子Boltzmann方法(IB-LBM)实现对复杂动边界问题的数值模拟。通过格子Boltzmann方法快速计算流场分布(采用D2Q9离散速度模型),通过隐式直接力浸入边界法处理流场边界问题。借助求解不可压缩N-S方程组的分步投影方法的思想,在时间上推进求解基于浸入边界法的耦合系统方程,从而实现对复杂动边界流动问题快速有效的求解。以雷诺数为100的圆柱绕流为基准算例,分别计算圆柱在不同旋转角速度下的升、阻力曲线和流场分布特性,并与其他文献的计算结果对比,验证了IB-LBM计算动边界流动问题的有效性。

摘要： 建立了基于OpenFOAM动边界的类fixedValuePointPatchVectorField继承的仿物理造波数值波浪水槽。对孤立波在三种不同潜礁地形上的行进、爬坡以及破碎等典型过程进行数值模拟,模拟结果与Boussinesq模型及物理模型试验所得结果进行了对比分析。结果表明,采用动边界进行仿物理造波更适合处理波高水深比较大的孤立波传播问题,可以较好地模拟孤立波在潜礁上传播引起的波浪破碎、水跃等现象。

摘要： 扑翼飞行器因尺度小、使用灵活、隐蔽性高等特点而具有较好的应用前景,其低雷诺数非定常空气动力学特征突出,是目前微型无人机研究的热点之一.为此,大量研究采用动边界数值模拟方法分析了微型飞行器的气动性能和流动机理.本文回顾了微型飞行器的动边界气动数值模拟的应用现状,并对未来研究的重点方向进行了展望.

摘要： 在ECOMSED数值模式的水动力模块基础上,引入了动边界处理技术,建立了数值试验,并采用单一斜坡地形和圆形浅滩斜坡地形对该技术进行了验证.数值试验结果显示,改进后的水动力计算模式可成功再现由涨落潮引起的潮间带漫滩现象,而且模拟得到的水面线较为光滑,且未产生零水深和负水深.

摘要： 将用于动边界处理的“窄缝法”引入二维水流和水质模型DIVAST中，并与模型中原有的“干湿判断法”进行了比较。对“窄缝”的形状参数和“干湿判断法”中的“门限水深”之间的对应关系进行了探讨。通过典型算例，比较了两种方法对潮流动边界的模拟效果。研究结果表明：(1)引入“窄缝法”处理动边界后，由于控制方程形式没有实质性的改变，DIVAST模型中原有差分格式依然可以得出稳定合理的解，即“窄缝法”可以方便地引入到其他潮流模型中。(2)对于典型算例，“窄缝法”和“干湿判断法”给出的结果无实质性的差异，但用“窄缝法”得出的水面变化结果略微光滑一些，即两种方法与DIVAST模型结合，对于一般缓坡海岸上的潮流动边界问题，均可给出合理的模拟结果。

摘要： 本文采用弹簧近似方法实现网格变形,将网格变形技术应用于二维翼型网格,测试网格变形能力和网格质量,并将该方法推广至三维机翼的扭转和弯曲变形,结果表明该变形技术是符合要求的.

摘要： 为解决动边界数值模拟中大幅运动问题带来的困难,采用FLOW-3D软件模拟了二维方柱体绕流、浮体的垂直振荡和横摇运动.柱体的升力系数、阻力系数和升力振荡频率与实验结果及前人模拟结果吻合;浮体在静水面上的垂直振荡与理论值一致;浮体在粘性无界水面上有初始角度时的自由横摇固有周期与无黏流体相当.计算结果表明FLOW-3D采用的FAVOR方法比ALE动网格方法更加适用于求解大幅度运动的流固耦合问题,其精度能够满足工程要求.

摘要： 本文提出了一种基于二维浅水方程的有限差分法对溃坝水流进行数值模拟。采用二阶Leap-frog格式和一阶迎风格式相结合的方法对控制方程进行离散；并对有干湿变化的动边界问题采用了一种有效的处理方法。将数值计算结果与一维溃坝理论解和实验值进行比较，均取得较好的效果，表明该模型具有良好的稳定性和很强的模拟间断水流和处理动边界问题的能力。在此基础上，将该模型应用于二维溃坝问题的研究，研究表明该模型的建立可为溃坝引起的灾害预测和分析提供一种有效的模拟方法。

摘要： 海啸是主要的海洋灾害之一,通常采用KdV方程来表示。以Boltzmann方程为基础,建立了三角形网格下求解二维浅水方程的KFVS (Kinetic Flux Vector Splitting) 格式,采用改进的干底Riemann解处理动边界问题。应用上述模型模拟了海啸在滩面上传播变形过程,经与水槽试验结果比较,结果令人满意。

摘要： 从Boltzmann方程出发，应用有限体积-KFVS(Kinetic FluxVector Splitting)格式建立了基于无结构三角形网格求解溃坝波的二维数值模型，采用改进的干底Riemann解处理动边界问题。应用上述模型模拟了浙江某水库溃坝后溃坝波的传播过程，计算结果反映了溃坝波所到之处，水位暴涨、流速从零迅速达到极值的现象，为库下游制订防洪决策、控制和减少灾害损失提供了科学依据。

摘要： 本文基于离散力模型的浸入边界法建立了大涡模拟数值方法,其中亚格子模型采用涡粘性模式.计算中采用分步投影法,压力泊松方程采用快速解法,对高雷诺数的运动圆柱绕流和后台阶突扩流动进行了数值模拟,获得了圆柱尾涡以及后台阶涡系变化.研究表明,高雷诺数时采用浸入边界法和大涡模拟能够获得正确的流场信息,方法正确有效.

摘要： 本文基于离散力模型的浸入边界法建立了大涡模拟数值方法,其中亚格子模型采用涡粘性模式.计算中采用分步投影法,压力泊松方程采用快速解法,对高雷诺数的运动圆柱绕流和后台阶突扩流动进行了数值模拟,获得了圆柱尾涡以及后台阶涡系变化.研究表明,高雷诺数时采用浸入边界法和大涡模拟能够获得正确的流场信息,方法正确有效.

摘要： 一种头戴式眼动仪AOI边界点像素坐标系同一化方法，本发明涉及头戴式眼动仪AOI边界点像素坐标系同一化方法。本发明的目的是为了解决现有使用头戴式眼动仪过程中，当佩戴者处于不同的头部姿态时，导致注视点进入错误的或不存在的AOI内，无法准确定位的问题。过程为：在眼动仪中建立基准坐标系；采用移动均值滤波器对三轴加速度数据序列中第i个数据进行平滑处理；计算眼动仪佩戴者头部绕x、y、z轴旋转角度；计算头戴式眼动仪的旋转矩阵；计算头戴式眼动仪调整后的第m个AOI的第n个边界点的转换矩阵；计算基准像素坐标系变换后的第m个AOI的第n个边界点。本发明用于头戴式眼动仪数据处理领域。

摘要： 本发明提供了飞机强度测试的全动垂尾抖振试验中边界刚度模拟系统，属于飞机测试技术领域。包括通过地脚螺栓与地面连接的安装底板、设于所述安装底板上的边界动刚度模拟组件、设于安装底板上的旋转动刚度模拟组件，边界动刚度模拟组件和旋转动刚度模拟组件与飞机垂尾连接；通过边界动刚度模拟组件模拟全动垂尾结构真实状态下的弯曲支撑动刚度，并可根据垂尾一弯、二弯的模态频率设计相应的盒段厚度；通过旋转动刚度模拟组件模拟全动垂尾旋转支撑动刚度，并可根据全动垂尾一扭、二扭模态频率设计不同的弹性元件厚度，有效地保证了垂尾结构在地面安装状态下与真实飞行状态的主要模态频率一致，提高飞机强度测试中全动垂尾抖振试验结果的精准度。

摘要： 发明提供多重非对称采动煤层气二次成藏边界确定及联合抽采方法。该方法将多重非对称采动后矿井覆岩划分为块散组合体交替出现型、块散组合体累积增大型和块散组合体互不相关型。充分结合多重采动后的位移传导机制确定其对首次采动后覆岩的水平推力影响进而确定了压力拱的演化特征。将不同类型压力拱的判识与地面井布置位置相结合能够较为准确判定煤层气二次成藏范围。采用工作面覆岩串联联合抽采的方法，可以一井抽采多个矿井工作面煤层气，大大提高了煤层气抽采效果。采用新型的固井材料，保证了L型地面井井身在面对采空区复杂力学环境下不会破断，从而实现穿多个采空区的L地面井长期稳定有效抽采。

摘要： 发明提供一种采动卸压边界探测方法。该方法在采动稳定区利用瞬变电磁法，地震勘探、数值模拟方法和高密度电法从不同参数角度获得与之对应的采动卸压边界，并结合采场的实际状况，对所获得的采动卸压边界的数据进行优化，并提高各方法对边界确定的准确度，再对经过数据优化后的所有采动卸压边界进行拟合，最终获得采动卸压边界。该方法考虑了地质结构的复杂性和多变性，提高了采动卸压边界确定的准确性，可以较为精确的获得采动卸压边界。对于消除煤与瓦斯突出危险性具有重要意义，对煤矿安全开采提供了有力的保障。

摘要： 本发明提供了飞机强度测试的全动垂尾抖振试验中边界刚度模拟系统，属于飞机测试技术领域。包括通过地脚螺栓与地面连接的安装底板、设于所述安装底板上的边界动刚度模拟组件、设于安装底板上的旋转动刚度模拟组件，边界动刚度模拟组件和旋转动刚度模拟组件与飞机垂尾连接；通过边界动刚度模拟组件模拟全动垂尾结构真实状态下的弯曲支撑动刚度，并可根据垂尾一弯、二弯的模态频率设计相应的盒段厚度；通过旋转动刚度模拟组件模拟全动垂尾旋转支撑动刚度，并可根据全动垂尾一扭、二扭模态频率设计不同的弹性元件厚度，有效地保证了垂尾结构在地面安装状态下与真实飞行状态的主要模态频率一致，提高飞机强度测试中全动垂尾抖振试验结果的精准度。

摘要： 本发明公开了一种基于有源边界的单端量全线速动保护方法及系统，利用电力电子装备的高度可控性主动构造有源边界，并根据保护灵敏度需求、边界信号注入强度、本端保护检测能力确定整定值，当故障发生后，对端有源边界针对故障情况主动注入预置的边界信号，本端保护检测有源边界发送的信号后；将本端保护检测到的有源边界信号与设定的整定值比较，满足动作要求为区内故障，进行保护动作，否则为区外故障，保护不动作，本发明方法具备全线范围的故障识别能力，适用于对端含有电力电子装备的输配电线路。

摘要： 本发明公开了一种动边界梢涡空化实验装置，属于流体力学试验测量技术领域。包括水洞实验段、载物台、伺服电机、旋转变压器、涡轮螺杆机构、六轴力传感器、外壳、试验模型、端盖、轴承、转轴、O型密封圈A、O型密封圈B等。采用伺服电机、涡轮螺杆机构、旋转变压器等机构实现了叶梢模型的精确持续性运动；设置定位凸台和连接螺钉双重连接方式，保证叶梢模型运动的稳定性和实验的准确性；可灵活方便地更换试验模型，适用不同形状、材料模型的动边界梢涡空化研究，该装置具有良好实用性和应用前景。

摘要： 本发明提供了一种可模拟静动边界的无土箱隧道振动台试验装置，包括振动台、衬砌模型和质量块，所述质量块位于所述衬砌模型内部，所述质量块与所述衬砌模型之间通过钢丝连接，所述质量块通过硬弹簧与所述振动台连接，所述钢丝施以预应力。本发明为无土箱试验，因此免于配比模型土，也不用考虑土箱的边界条件，但动态土的质量和刚度可以精确保证；试验可视性好，便于观测和布置测量仪器，也方便拆卸；并且通过调整钢丝布置、初始预拉力和质量块大小，可以模拟土层和静动荷载的变化，并能模拟隧道与土之间的摩擦力。因此，本试验装置能重现隧道结构的三维静力和动力受力状态，进行丰富的参数试验研究，为实际工程提供科学可靠的决策依据。

摘要： 本发明公开了一种基于井地电位观测的废弃矿井采动边界及范围成像方法，该方法利用点电流源井中供电，分别在采煤工作面的顶板和底板进行激发，同时在地表进行电位观测和数据采集，然后将两次观测的地表电位异常数据做差，最后再利用做差后的电位异常数据进行反演。利用地表两次观测的电位数据做差后再进行电阻率反演，能够有效剔除煤层上部地层电性信息对反演结果的影响，提高对采煤工作面异常体的探测精度。

摘要： 本发明提供了数据驱动的动边界流动流场重构方法、装置和存储介质，所述包括以下步骤：步骤1，对物体的运动过程进行模拟，获取数值模拟数据；步骤2，划分数据集；步骤3，构建输入输出矩阵；步骤4，进行数据预处理；步骤5，构建深度学习网络；步骤6，进行模型训练与预测。本方法在保证预测结果准确的基础上，计算时间相比传统CFD方法至少减少了一个量级，在保证结果可靠的同时大大减少了计算时间。